高中物理平抛运动实验.ppt
实验：研究平抛运动实验目的：f用实验方法描出平抛物体的运动轨迹f用实验轨迹求平抛物体的初速度思考：如何通过实验方法获得平抛运动运动轨迹？f 阅读书：实验仪器:斜槽,白纸,图钉,木板,有孔的卡片,小球,刻度尺,重锤线阅读课文，回答问题：f如何检验水平槽是否水平？f坐标原点是在槽口端点吗？f为什么要强调小球每次都要从同一位置无初速释放？f如何描出小球经过的位置？简述实验步骤1.安装实验器材2.检验带斜槽的木板是否水平,坐标纸上竖线是否竖直3.在坐标纸上建立直角坐标系4.由一固定位置无初速释放小球,描点5.处理实验数据(根据平抛运动特点算初速度)数据分析f 1.怎样判断实验曲线是一条抛物线？y1y2y4如果是抛物线，各点坐标应满足关系式数据分析f 2.怎样计算平抛运动的初速度？y1y2y4 根据平抛运动规律练习：f（1）在做“研究平衡运动”实验中应采取下列哪些措施减小误差？（）fA斜槽轨道必须光滑fB斜槽水平轨道必须水平fC每次要平衡摩擦力fD小球每次应从斜槽同一高度释放BDf（4）图为平抛球闪光照片，闪光频率为每秒20次，则由照片求出球的初速度为（）fA0.75m/sfB1.00m/sfC1.50m/sfD0.38m/sA 一、实验目的1 用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。2 从实验轨迹求平抛物体的初速度。二、实验器材斜槽，铁架台，木板，白纸，小球，图钉，铅笔，有孔的卡片，刻度尺，重锤线。三、实验原理 用描迹法 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动：一是水平方向的匀速直线运动，另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动，利用描迹法描出小球的运动轨迹，即小球做平抛运动的曲线，建立坐标系。测出曲线上的某一点的坐标x 和y，根据重力加速度g 的数值、利用公式 求出小球飞行时间t，再利用公式，求出小球的水平分速度，即为小球做平抛运动的初速度。四、实验步骤1、安装调整斜槽：用图钉把白纸钉在竖直板上，在木板的左上角固定斜槽，可用平衡法调整斜槽，即将小球轻放在斜槽平直部分的末端处，能使小球在平直轨道上的任意位置静止，就表明水平已调好。2、调整木板：用悬挂在槽口的重锤线把木板调整到竖直方向、并使木板平面与小球下落的竖直面平行。然后把重锤线方向记录到钉在木板的白纸上，固定木板，使在重复实验的过程中，木板与斜槽的相对位置保持不变。3、确定坐标原点O：把小球放在槽口处，用铅笔记下球在槽口时球心在白纸上的水平投影点O，O 即为坐标原点。4 描绘运动轨迹：在木板的平面上用手按住卡片，使卡片上有孔的一面保持水平，调整卡片的位置，使从槽上滚下的小球正好穿过卡片的孔，而不擦碰孔的边缘。用铅笔在卡片缺口处的白纸上点个黑点，这就在白纸上记下了小球穿过孔时球心所对应的位置。保证小球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滑下，用同样的方法，可找出小球平抛轨迹上的一系列位置。5、计算初速度：取下白纸，以O 点为原点画出竖直向下的y 轴和水平向右的x 轴，用平滑的曲线把这些位置连接起来即得小球做平抛运动的轨迹。xy 用公式x v0t 和y gt2/2计算出小球的初速度v0，最后计算出v0的平均值，并将有关数据记入表格内。在曲线上选取A、B、C、D、E、F 六个不同的点，用刻度尺和三角板测出它们的坐标x 和y。五.注意事项有：斜槽末端的切线必须水平。方木板必须处在竖直面内且与小球运动轨迹所在的竖直平面平行，并使小球的运动靠近图板但不接触。坐标原点(小球做平抛运动的起点)不是槽口的端点，应是小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点。如果是用白纸，则应以小球在糟口时球的球心在木板上的水平投影点为坐标原点，在斜槽末端悬挂重锤线，先以重锤线方向确定y轴方向，再用直角三角板画出水平线作为x轴，建立直角坐标系。每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑。要在平抛轨道上选取距O 点远些的点来计算球的初速度，这样可使结果的误差较小。例1.(1998年上海)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：A通过调节使斜槽的末端保持水平 B每次释放小球的位置必须不同 C每次必须由静止释放小球 D记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距 离下降 E小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相触 F将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连 成折线 A C E练习1.在“研究平抛物体的运动”实验时，已备有下列器材：白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材器材中的：A、秒表 B、天平 C、重锤线 D、测力计 C 练习2.在研究平抛物体运动的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则正确的是 A小球平抛的初速度不同B小球每次做不同的抛物线运动C小球在空中运动的时间每次均不同D小球通过相同的水平位移所用时间均不同ABD 练习3.在研究平抛运动的实验中，让小球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下小球的位置，某甲和某乙得到的记录纸分别如图所示，从图中明显看出甲的实验错误是.乙的实验错误是.O甲O乙槽底不水平 每次释放小球的高度不同练习4.下列哪些因素会使本实验的误差增大（）A小球与斜槽之间有摩擦B建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点C安装斜槽时其末端不水平D根据曲线计算平抛运动的初速度时在曲线上取作计算的点离原点O较远BC 例5 如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，则（1）小球平抛的初速度vo=m/s（2）闪光频率f=H2（3）小球过A 点的速率vA=m/sABC解：由自由落体运动规律，y=gt 2=20.05=0.1mt=0.1s f=10Hzx=v0 t v0=x/t=30.05/0.1=1.5m/svBy=(y1+y2)/2t=80.05/0.2=2m/svAy=vBy gt=2-1=1m/svA2=vAy2+v02=1+2.25=3.25vA=1.8m/s1.5101.8
